[发明专利]一种检测粒子加速器束流异常的自触发方法

说明书

技术领域

本发明涉及加速器物理束流诊断领域，尤其设计一种检测粒子加速器束流异常的自触发方法。

背景技术

束流测量系统是加速器非常重要的组成部分，它对加速器的机器研究及正常运行都起着至关重要的作用。其中，束流位置测量系统作为束流诊断中最重要的设备之一，主要由前端的钮扣型束流位置探头和后端的束流位置信号处理器两部分组成。

如图1所示，束流位置探头通常包括真空室以及对称地设置在真空室两侧的四个电极A、B、C和D。四个电极在束流通过所述探头时输出感应信号，该感应信号输出至束流位置信号处理器后进行调理、采样和数字化处理，获得信号周期等于束流粒子围绕加速器存储环运行的回旋周期(即逐圈周期)的逐圈(Turn-by-turn)信号。

束流位置信号处理器在收到外部触发信号后开始捕获感应信号。有可知的外部事件发生时，如注入粒子(即注束)等，会提供外触发信号；正常运行时通过输入固定频率触发信号用于数据采集。然而，当粒子加速器运行发生瞬时随机的异常事件，如掉束、束流频谱异常等突发情况时，外触发模式的信号处理器就不能自动捕捉异常发生前后的束流数据供研究人员进行机器研究，从而导致丢失有价值的数据。综上，处理器对外触发信号的依赖限制了它在机器运行和研究上的应用价值。

因此，如果处理器能通过内部的信号处理算法，捕捉各类有意义事件，包括瞬时随机发生的运行异常事件和可知事件，给出触发信号并存储事件发生前后的数据，将极大提高束流诊断水平和效率，为机器研究人员提高加速器运行性能提供有力帮助。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种可靠、高效的检测粒子加速器束流异常的自触发方法，方便用户及时发现掉束、束流频谱异常等突发情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测粒子加速器束流异常的自触发方法，包括以下步骤：

1、一种检测粒子加速器束流异常的自触发方法，包括以下步骤：

步骤S1，对钮扣型束流位置探头的2^N个电极在束流通过所述探头时输出的电极感应信号进行信号调理、采样和数字信号处理，以分别获得所述2^N个电极各自所对应的逐圈信号，所述逐圈信号的周期等于束流粒子在加速器储存环中运行的逐圈周期，其中，所述钮扣型束流位置探头包括一真空室以及分别对称地设置在所述真空室两侧的所述2^N个电极，其中，N为大于1的自然数；

步骤S2，依次获取各周期内的所述2^N个电极所对应的所述逐圈信号的和信号；计算两个相邻周期的所述和信号的差值，并判断所述差值是否达到预设的阈值，如果达到所述阈值，则输出第一触发信号；

步骤S3，选择一对处于对角的所述电极所对应的所述逐圈信号进行差比和运算，以获得束流位置信息；以及

步骤S4，对所述步骤S3中的所述差比和运算的结果进行离散傅里叶运算以获得束流频谱，并判断预定频率段内的所述束流频谱是否与预设的标准频谱一致，如果不一致，则输出第二触发信号。

进一步地，该自触发方法还包括：

步骤S5，存储所述2^N个电极在所述第一触发信号和/或第二触发信号输出前和输出后所对应的预定数量的所述逐圈信号。

进一步以，所述步骤S2包括：在计算两个相邻周期的所述逐圈信号的所述和信号的差值之前，对所述逐圈信号的和信号进行低通滤波。

综上所述，本发明不仅能够在发生频谱异常事件，例如注束、磁铁激励等已知事件时自触发，而且还能在发生掉束等瞬时随机异常情况时自触发，从而极大的方便了用户及时发现束流异常情况。此外，通过存储自触发前后的预定数量的逐圈信号，还可以为研究人员进行机器研究进而提高机器运行性能提供有效的分析数据。

附图说明

图1是本发明采用的钮扣型束流位置探头的结构示意图；

图2是本发明检测粒子加速器束流异常的自触发方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

本发明，检测粒子加速器束流异常的自触发方法，采用束流位置探头(如图1所示)以及束流位置信号处理器(未示出)实现，如图2所示，该方法包括以下步骤：